JP4703115B2 - 顔プロトタイプ合成システム - Google Patents
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Description
本発明のさらなる目的は、変化する条件を考慮に入れた現実的なテンプレートを生成することが可能な顔合成(synthesis )システムを提供することにある。
(1)グレーレベル上での対数関数、これがより輝いた画像を取得する
(2)関数上での指数的伸長(stretch )、これがより暗い画像を取得する
(3)垂直な半陰影の顔を創造する垂直陰影
(4)水平な半陰影の顔を創造する水平陰影
(5)マスクをセットする間にカメラによりキャプチャされた画像の微分。
[Kmin,255]を、255>Kmin>0と仮定し、このシステムが計算により256−Kminのエントリーを包含する見上げるテーブル(lookup table)を構築するとして、
LOGLUT[w]=(log(w)+Kmin)−log(Kmin))/(log(255)−log(Kmin))
ここで、w=Kmin,・・・255。見上げるテーブルの値は全て0から1の範囲である。ピクセルの値vの範囲が0と1の間として、このシステムは新規なグレーレベルの値wを次の式で取得する。
w=LOGLUT[(255−Kmin)×v+Kmin];ここでwの範囲は0と1の間であり、他の操作に用いることができる。
256のエントリーを包含する見上げるテーブルを構築するとして、
EXPLUT[w]=(exp(Kmax×w/255.0)−1)/(exp(Kmax)−1)
ここで、w=0,・・・255。見上げるテーブルの値は全て0から1の範囲である。ピクセルの値vの範囲が0と1の間として、このシステムは新規なグレーレベルの値wを次の式で取得する。
w=EXPLUT[255×V];ここでwの範囲は0と1の間であり、他の操作に用いることができる。
2つのプロセスが同一であるとき、横座標xのための垂直陰影プロセスについてだけ説明する。この関数は、画像内におけるその空間的位置に依存して、ピクセルのグレーレベルの修正を創造する。ここでは1行ずつ適用していく。無限の数の関数を用いることができる。単純化するために、1つの関数についてだけ説明する。Xを画像の幅とし、実係数λを0<λ<1として、m=λ×Xとする。次のような関数f(x)を、xの値がx∈[0,X]であると仮定して、
F(x)=x/m もしも x∈[0,m]ならば
F(x)=1+(x−m)/(X−m) もしも x∈[m,X]ならば
ここで、マスクFを、F(x,y)=Fx(x)×Fy(y)と定義する。各ピクセルp=(x,y)をグレーレベルvとして、新規なグレーレベルw=v×F(x,y)を取得する。
これらのマスクは、前述した1次元のマスクを普遍化したものであり、係数は各ピクセルF(x,y)に対して定義される。それからこのシステムは、w=v+F(x,y)における、ピクセルp=(x,y)の値vを修正した2Dマスクを取得する。これらのマスクは、手動操作により構築されるか、いくつかの同一画像をキャプチャすることによって得られるか、画像キャプチャ中の部屋の照明条件を変えることによって得られる。かかるケースにおいて、中立画像をIとして、全ての他の画像をI1 ,I2 ,・・・,IN ,と定義すると、このシステムはN番目のマスクを、中立画像IをI1 ,I2 ,・・・,INで微分することによって引き出す。さらに、F1 =I−I1 ,F2 =I−I2 ,・・・,FN =I−IN を取得する。かくして、w=v+F(x,y)における、ピクセルp=(x,y)の値を修正することができる。図8は顔キャプチャを表示しており、そこでは、第1の画像で微分することにより、手動操作の照明マスクを構築するように照明が変化するようになっている。再び、これらのマスクは0と1の間で標準化することができる。
合成プロトタイプは、オリジナルの標準化された画像にいくつかのマスクを適用することによって取得することができる。ここで、オリジナルの標準化された画像をIとし、F={F1 ,F2 ,・・・FN }を連続するマスクのセットとし、さらに取得された合成プロトタイプをOとする。O=FN (・・・F2 (F1 (I))・・・)を取得する。ある特定のケースにおいて、FN (・・・F2 (F1 (I))・・・)=Fn (・・・F2 (F1 ))(I)=M(I)を取得すると、マスクM=FN (・・・F2 (F1 )・・・)がマスクのコンビネーョンによってあらかじめ評価することができるので、さらに効率的な計算へと誘導されることになる。
Claims (12)
- 顔プロトタイプ合成システムであって、個人の実物顔(1)の画像に最初に、並進変形、回転変形、及び寸法的変形を適用して正規化し、続いて複数の顔プロトタイプを創造できるように合成し、前記顔プロトタイプが、各種の照明の条件下や、顔の表情の変化、顔の方向の変化、及び/又はモデル化される際の局地的なエラーの下で、前記実物顔(1)のあり得べき外観を表現しており、前記顔プロトタイプは後での使用のために格納されている顔プロトタイプ合成システムにおいて、
個人の実物顔(1)の画像に、続いて、対数関数、指数関数、及び前記画像に垂直方向及び水平方向の陰影を付与するための陰影フィルターの少なくとも1つが適用されて前記画像のピクセルグレー値が修正され、
前記回転変形は、前記実物顔の画像を回転して前記実物顔の画像の両目(4,5)を水平面に持っていくようになっていることを特徴とする顔プロトタイプ合成システム。 - 請求項1記載のシステムであって、前記実物顔画像が、前記実物顔画像の少なくとも2つの特徴点の間での空間的関係に基づいて前記顔プロトタイプを創造するよりも前に正規化されるようになっているシステム。
- 請求項2記載のシステムであって、前記正規化が、前記実物顔画像の尺度を変化させて、両目が固定した距離だけ離れるようにするシステム。
- 請求項3記載のシステムであって、前記両目は50ピクセル離れた状態に固定されているシステム。
- 請求項1乃至4の何れかに記載のシステムであって、前記画像の一部だけが合成され、画像の当該一部は当該個人の眉毛から当該個人の口まで延伸している領域であるシステム。
- 請求項1乃至5の何れかに記載のシステムであって、前記顔プロトタイプを創造するために、当該システムが、起こりうるエラーを補償するために、各目について選択的な位置を定めるようになっているシステム。
- 請求項6記載のシステムであって、各目について5つの選択的な位置が定められるようになっているシステム。
- 請求項1乃至7の何れかに記載のシステムであって、前記顔プロトタイプを創造するために、当該システムが、前記実物顔画像に少なくとも1つのあらかじめ定義された光度計を用いた変換を適用して、画像のピクセルグレーレベル値を修正するようになっているシステム。
- 請求項8記載のシステムであって、3から16のあらかじめ定義された光度計を用いた変換が用いられるシステム。
- 請求項1乃至9の何れかに記載のシステムであって、前記顔プロトタイプを創造するために、当該システムが、前記実物顔画像に少なくとも1つのあらかじめ定義された幾何学的変換を適用するようになっているシステム。
- 請求項10記載のシステムであって、25のあらかじめ定義された幾何学的変換が用いられるシステム。
- 請求項10又は11に記載のシステムであって、前記幾何学的変換は光学的フロー評価を用いて評価されるようになっているシステム。
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